RU2783933C2

RU2783933C2 - Heater assembly with heating element isolated from liquid reserve

Info

Publication number: RU2783933C2
Application number: RU2020137101A
Authority: RU
Inventors: Олег МИРОНОВ; Жером Кристиан КУРБА; Энрико СТУРА
Original assignee: Филип Моррис Продактс С.А.
Priority date: 2018-04-26
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2022-11-22

Abstract

FIELD: tobacco industry.

SUBSTANCE: group of inventions relates to aerosol generating devices. An evaporator assembly for an electrical aerosol generating device contains a generally planar fluid-permeable heating element with the first side and the second side opposite to the first side, a liquid transportation carrier, and a liquid supply channel. The liquid transportation carrier has the first side in contact with the second side of the heating element, and the second side opposite to the first side. A thickness of the liquid transportation carrier between the first and the second sides of the liquid transportation carrier is from 1 mm to 5 mm. The heating element passes above the first area of the first side of the liquid transportation carrier. The liquid supply channel has the first end in contact with the second side of the liquid transportation carrier, passing above only the second area of the second side of the liquid transportation carrier, while the second area is less than the first area. The liquid transportation carrier is made with the possibility of transportation of liquid from the liquid supply channel to the first area of the second side of the heating element.

EFFECT: increase in the efficiency of heating for an evaporator assembly.

14 cl, 6 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к устройствам, генерирующим аэрозоль, которые нагревают жидкий субстрат для образования аэрозоля. В частности, изобретение относится к удерживаемым рукой устройствам, генерирующим аэрозоль, которые вырабатывают аэрозоль для вдыхания пользователем.The present invention relates to aerosol generating devices that heat a liquid substrate to form an aerosol. In particular, the invention relates to hand held aerosol generating devices that produce an aerosol for inhalation by a user.

Удерживаемые рукой системы, генерирующие аэрозоль, которые вырабатывают аэрозоль для вдыхания из жидкого субстрата, становятся более широко используемым как в области медицинских ингаляторов для доставки лекарств, так и в области курительных продуктов, которые являются альтернативой сигаретам, таким как электронные сигареты.Hand-held aerosol generating systems that produce an aerosol for inhalation from a liquid substrate are becoming more widely used both in the field of medical inhalers for drug delivery and in the field of smoking products that are an alternative to cigarettes such as electronic cigarettes.

В электронной сигарете аэрозоль обычно образуется посредством нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Жидкость удерживается в резервуаре для хранения жидкости и доставляется к нагревательному элементу посредством капиллярного материала или фитиля, проходящего между резервуаром и нагревательным элементом. Материал с высокой удерживающей способностью (HRM) может быть размещен в контакте с нагревательным элементом для удержания жидкости вблизи нагревательного элемента.In an electronic cigarette, an aerosol is typically formed by heating an aerosol-forming liquid substrate. The liquid is held in the liquid storage reservoir and delivered to the heating element by means of a capillary material or wick extending between the reservoir and the heating element. A High Retention Material (HRM) may be placed in contact with the heating element to retain liquid near the heating element.

В одной конфигурации сетчатый нагреватель просто размещен над HRM, содержащим жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Сетчатый нагреватель образует часть прохода для потока воздуха, через которую пользователь может втягивать пар. Нагревательный элемент активируется в ответ на затяжку, осуществляемую пользователем на устройстве. Когда нагревательный элемент активирован, жидкость в HRM вблизи нагревательного элемента испаряется и вытягивается из нагревательного элемента за счет затяжки, осуществляемой пользователем. Затем в HRM втягивается больше жидкости из резервуара для хранения жидкости. Функция HRM или капиллярного фитиля заключается в обеспечении надлежащего количества жидкости вблизи нагревательного элемента независимо от ориентации системы относительно гравитации. Таким образом, для каждой затяжки, осуществляемой пользователем, испаряется достаточное количество жидкости и затем образуется аэрозоль. Нагревательный элемент и резервуар для хранения жидкости, как правило, предусмотрены как одноразовый картридж. Такая компоновка имеет преимущество, заключающееся в простоте изготовления и надежности. Пример такого типа компоновки описан в документе WO2015117700A1.In one configuration, a mesh heater is simply placed over an HRM containing an aerosol-forming liquid substrate. The mesh heater forms part of the airflow passage through which the user can draw steam. The heating element is activated in response to a puff performed by the user on the device. When the heating element is activated, the liquid in the HRM near the heating element vaporizes and is drawn out of the heating element by puffing by the user. More fluid is then drawn into the HRM from the fluid storage reservoir. The function of the HRM or capillary wick is to provide the proper amount of fluid near the heating element regardless of the orientation of the system with respect to gravity. Thus, for each puff performed by the user, a sufficient amount of liquid evaporates and then an aerosol is formed. The heating element and the liquid storage tank are generally provided as a disposable cartridge. This arrangement has the advantage of ease of manufacture and reliability. An example of this type of arrangement is described in WO2015117700A1.

Одной проблемой такого типа системы является эффективность нагрева. Тепло передается не только жидкости, желательно подлежащей испарению, но и, в значительной степени, остальной части жидкости в резервуаре для хранения жидкости, которую не требуется испарять во время затяжки, осуществляемой пользователем. Теплоемкость остальной жидкости для электронных сигарет, которая нагревается за счет теплопроводности и конвекции испаряемой жидкости для электронных сигарет, создает потери тепла в области нагревателя и, таким образом, создает потребность в дополнительном питании. В удерживаемых рукой устройствах, которые, как правило, питаются от батареи, особенно важно повысить эффективность нагрева и таким образом уменьшить потребность в частой перезарядке или замене батарей и обеспечить возможность использования батарей небольшого типоразмера.One problem with this type of system is heating efficiency. Heat is transferred not only to the liquid desirably to be vaporized, but to a large extent to the rest of the liquid in the liquid storage reservoir, which does not need to be vaporized during the puff performed by the user. The heat capacity of the rest of the electronic cigarette liquid, which is heated by conduction and convection of the vaporized electronic cigarette liquid, generates heat loss in the heater region and thus creates a need for additional power. In hand-held devices, which are typically battery powered, it is especially important to improve heating efficiency and thus reduce the need for frequent recharging or replacing batteries and allow smaller batteries to be used.

Было бы желательно решить или уменьшить значимость этой проблемы.It would be desirable to resolve or reduce the significance of this problem.

В первом аспекте предоставлен испаритель в сборе для электрического устройства, генерирующего аэрозоль, содержащий:In a first aspect, an evaporator assembly is provided for an electrical aerosol generating device, comprising:

в целом планарный, проницаемый для текучей среды нагревательный элемент, имеющий первую сторону и вторую сторону, противоположную первой стороне;a generally planar, fluid-permeable heating element having a first side and a second side opposite the first side;

носитель для транспортировки жидкости, причем носитель для транспортировки жидкости имеет первую сторону, находящуюся в контакте со второй стороной нагревательного элемента, и вторую сторону, противоположную первой стороне, причем нагревательный элемент проходит поверх первой области первой стороны носителя для транспортировки жидкости; иa fluid carrier, the fluid carrier having a first side in contact with a second side of the heating element and a second side opposite the first side, the heating element extending over a first region of the first side of the fluid carrier; and

канал для подачи жидкости, имеющий первый конец, находящийся в контакте со второй стороной носителя для транспортировки жидкости и проходящий только поверх второй области второй стороны носителя для транспортировки жидкости, при этом вторая область меньше, чем первая область;a fluid supply passage having a first end in contact with a second side of the fluid carrier and extending only over a second region of the second side of the fluid carrier, the second region being smaller than the first region;

при этом носитель для транспортировки жидкости выполнен с возможностью транспортировки жидкости из канала для подачи жидкости в первую область второй стороны нагревательного элемента.wherein the liquid transport carrier is configured to transport liquid from the liquid supply passage to the first region of the second side of the heating element.

Наличие канала для подачи жидкости, проходящего поверх относительно малого участка носителя для транспортировки жидкости по сравнению с нагревательным элементом имеет преимущество, заключающееся в том, что только небольшая часть тепла, генерируемого нагревателем, передается жидкости в канале для подачи жидкости. Это обеспечивает эффективность нагрева для испарителя в сборе, поскольку в сторону от носителя для транспортировки жидкости передается меньше тепла по сравнению с описанной выше компоновкой известного уровня техники. Вторая область может составлять менее 50% первой области и предпочтительно менее 30% первой области.Having a fluid passage over a relatively small portion of the fluid carrier compared to a heating element has the advantage that only a small portion of the heat generated by the heater is transferred to the fluid in the fluid passage. This provides heating efficiency for the evaporator assembly since less heat is transferred away from the liquid carrier compared to the prior art arrangement described above. The second region may be less than 50% of the first region, and preferably less than 30% of the first region.

Носитель для транспортировки жидкости преимущественно покрывает весь нагревательный элемент. Это максимально увеличивает генерирование аэрозоля для данного подаваемого питания. Это также позволяет избежать горячих участков на кромке материала для транспортировки. Горячие участки могут приводить к образованию нежелательных химических соединений.The liquid transport carrier advantageously covers the entire heating element. This maximizes aerosol generation for a given power supply. This also avoids hot spots on the edge of the transport material. Hot spots can lead to the formation of undesirable chemical compounds.

Носитель для транспортировки жидкости может иметь капиллярную структуру, выполненную с возможностью транспортировки жидкости параллельно второй стороне нагревательного элемента. Это позволяет эффективно транспортировать жидкость по всему нагревательному элементу. В системах известного уровня техники существует вероятность образования пузырьков в HRM или капиллярном фитиле, которые влияют на правильную передачу жидкости из резервуара для хранения жидкости в нагревательный элемент. Благодаря компоновке настоящего изобретения снижается вероятность образования пузырьков в канале для подачи жидкости. Носитель для транспортировки жидкости может быть сравнительно тонким, так что пар, образованный в носителе для транспортировки жидкости, может легко выходить, а его прохождение обратно в канал для подачи жидкости является маловероятным.The liquid transport carrier may have a capillary structure configured to transport liquid parallel to the second side of the heating element. This allows the liquid to be efficiently transported throughout the entire heating element. In prior art systems, it is possible for bubbles to form in the HRM or capillary wick, which interfere with the correct transfer of liquid from the liquid storage reservoir to the heating element. Due to the arrangement of the present invention, the possibility of bubble formation in the liquid supply passage is reduced. The liquid transport carrier may be relatively thin, so that vapor generated in the liquid transport carrier can easily escape and is unlikely to pass back into the liquid supply passage.

Толщина носителя для транспортировки жидкости между первой и второй сторонами носителя для транспортировки жидкости может составлять от 1 мм до 5 мм. Носитель для транспортировки жидкости может иметь площадь от 50 мм² до 500 мм².The thickness of the fluid carrier between the first and second sides of the fluid carrier may be 1 mm to 5 mm. The liquid carrier may have an area of 50 mm ² to 500 mm ² .

Испаритель в сборе может быть использован для генерирования пара или аэрозоля для вдыхания пользователем, например, в электрической курительной системе. Конструкция и работа испарителя в сборе могут быть такими, чтобы вся жидкость, которая удерживается в носителе для транспортировки жидкости, могла испаряться за одну затяжку, осуществляемую пользователем. Жидкость, которая затем втягивается в носитель для транспортировки жидкости для замены испаренной жидкости, испаряется при последующей затяжке. Посредством надлежащего выбора размеров носителя для транспортировки жидкости можно получать желаемое и постоянное количество пара во время каждой затяжки, осуществляемой пользователем.The vaporizer assembly may be used to generate vapor or aerosol for inhalation by the user, such as in an electric smoking system. The design and operation of the vaporizer assembly may be such that all of the liquid that is retained in the liquid transport carrier can be vaporized in a single puff applied by the user. The liquid, which is then drawn into the liquid transport carrier to replace the vaporized liquid, evaporates on subsequent puffing. By proper sizing of the liquid transport carrier, the desired and constant amount of vapor can be obtained during each puff performed by the user.

Испаритель в сборе может содержать корпус, причем нагревательный элемент и носитель для транспортировки жидкости удерживаются в корпусе, при этом корпус соединен или составляет единое целое с каналом для подачи жидкости. При такой компоновке нагревательный элемент и носитель для транспортировки жидкости могут удерживаться вместе и быть выровнены друг с другом.The evaporator assembly may include a housing, wherein the heating element and the liquid transport carrier are held within the housing, the housing being connected to or integral with the liquid supply passage. With this arrangement, the heating element and the liquid transport carrier can be held together and aligned with each other.

Для обеспечения возможности выхода пара из испарителя в сборе нагревательный элемент является проницаемым для текучей среды. Проницаемый для текучей среды в данном контексте означает, что пар может выходить из носителя для транспортировки жидкости через плоскость нагревательного элемента. Для обеспечения этого нагревательный элемент может содержать вырезы или поры, через которые может проходить пар. Например, нагревательный элемент может содержать сетку или полотно из электрически резистивных нитей. В качестве альтернативы или дополнения, нагревательный элемент может содержать лист с отверстиями или прорезями в нем.To allow vapor to escape from the evaporator assembly, the heating element is fluid permeable. Fluid permeable in this context means that vapor can escape from the carrier to transport fluid across the plane of the heating element. To ensure this, the heating element may contain cutouts or pores through which steam can pass. For example, the heating element may comprise a grid or web of electrically resistive filaments. Alternatively or in addition, the heating element may include a sheet with holes or slots in it.

Нагревательный элемент может представлять собой резистивный нагревательный элемент, который подается непосредственно с электрическим током при использовании. The heating element may be a resistive heating element that is supplied directly with an electric current in use.

Резистивный нагревательный элемент может содержать множество промежутков или вырезов, которые проходят от второй стороны к первой стороне, и через которые может проходить текучая среда. The resistive heating element may include a plurality of gaps or cutouts that extend from the second side to the first side and through which fluid can pass.

Резистивный нагревательный элемент может содержать множество электрически проводящих нитей. Термин «нить» используется по всему описанию для обозначения электрического пути, расположенного между двумя электрическими контактами. Нить может произвольным образом разветвляться и расходиться на несколько путей или нитей соответственно, или несколько электрических путей могут сходиться в один путь. Форма поперечного сечения нити может быть круглой, квадратной, плоской или любой другой. Нить может быть расположена прямолинейным или криволинейным образом.The resistive heating element may comprise a plurality of electrically conductive filaments. The term "thread" is used throughout this specification to refer to an electrical path located between two electrical contacts. The thread may arbitrarily fork and diverge into several paths or threads, respectively, or several electrical paths may converge into one path. The cross-sectional shape of the thread may be round, square, flat, or any other. The thread may be arranged in a straight or curved manner.

Резистивный нагревательный элемент может представлять собой матрицу нитей, например, расположенных параллельно друг другу. Предпочтительно нити могут образовывать сетку. Сетка может быть тканой или нетканой. Сетка может быть образована с использованием различных типов плетеных или решетчатых структур. Альтернативно резистивный нагревательный элемент состоит из матрицы нитей или тканого полотна из нитей. The resistive heating element may be an array of filaments, for example arranged parallel to each other. Preferably, the filaments may form a net. The mesh may be woven or non-woven. The mesh may be formed using various types of wicker or lattice structures. Alternatively, the resistive heating element consists of a matrix of filaments or a woven web of filaments.

Нити могут образовывать промежутки между нитями, и промежутки могут иметь ширину от 10 микрометров до 100 микрометров. Предпочтительно нити создают капиллярный эффект в промежутках так, что при использовании жидкость, предназначенная для испарения, втягивается в промежутки, увеличивая площадь контакта между нагревательным элементом и жидким субстратом, образующим аэрозоль.The filaments may form spaces between the filaments, and the spaces may have a width of 10 micrometers to 100 micrometers. Preferably, the filaments create a capillary effect in the interstices such that, in use, the liquid to be evaporated is drawn into the interstices, increasing the area of contact between the heating element and the aerosol-forming liquid substrate.

Нити могут образовывать сетку размером от 60 до 240 нитей на сантиметр (+/- 10 процентов). Предпочтительно плотность сетки составляет от 100 до 140 нитей на сантиметр (+/- 10 процентов). Более предпочтительно плотность сетки составляет приблизительно 115 нитей на сантиметр. Ширина промежутков может составлять от 100 микрометров до 25 микрометров, предпочтительно от 80 микрометров до 70 микрометров, более предпочтительно приблизительно 74 микрометра. Процентная доля открытой площади сетки, которая является отношением площади промежутков к общей площади сетки, может составлять от 40 процентов до 90 процентов, предпочтительно от 85 процентов до 80 процентов, более предпочтительно приблизительно 82 процента.The threads can form a mesh of 60 to 240 threads per centimeter (+/- 10 percent). Preferably, the mesh density is between 100 and 140 threads per centimeter (+/- 10 percent). More preferably, the mesh density is about 115 threads per centimeter. The width of the gaps may be from 100 micrometers to 25 micrometers, preferably from 80 micrometers to 70 micrometers, more preferably about 74 micrometers. The percentage of open area of the mesh, which is the ratio of the area of the gaps to the total area of the mesh, may be from 40 percent to 90 percent, preferably from 85 percent to 80 percent, more preferably about 82 percent.

Нити могут иметь диаметр от 8 микрометров до 100 микрометров, предпочтительно от 10 микрометров до 50 микрометров, более предпочтительно от 12 микрометров до 25 микрометров и наиболее предпочтительно приблизительно 16 микрометров. Нити могут иметь круглое поперечное сечение или могут иметь сплющенное поперечное сечение.The filaments may have a diameter of 8 micrometers to 100 micrometers, preferably 10 micrometers to 50 micrometers, more preferably 12 micrometers to 25 micrometers, and most preferably about 16 micrometers. The filaments may have a circular cross section or may have a flattened cross section.

Площадь нитей может быть небольшой, например, меньшей или равной 50 квадратным миллиметрам, меньшей или равной 25 квадратным миллиметрам, более предпочтительно приблизительно 15 квадратных миллиметров. Размер выбирается так, чтобы включить нагревательный элемент в удерживаемую рукой систему. Нагревательный элемент может, например, иметь прямоугольную форму и длину, составляющую от 2 миллиметров до 10 миллиметров, и ширину, составляющую от 2 миллиметров до 10 миллиметров.The area of the threads can be small, for example less than or equal to 50 square millimeters, less than or equal to 25 square millimeters, more preferably about 15 square millimeters. The size is chosen to include the heating element in the hand held system. The heating element may, for example, have a rectangular shape and a length of 2 millimeters to 10 millimeters and a width of 2 millimeters to 10 millimeters.

Нити нагревательного элемента могут быть образованы из любого материала с подходящими электрическими свойствами. Подходящие материалы включают, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящая» керамика (такая как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композитные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композитные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы.The heating element filaments may be formed from any material with suitable electrical properties. Suitable materials include, but are not limited to: semiconductors such as doped ceramics, electrically "conductive" ceramics (such as, for example, molybdenum disilicide), carbon, graphite, metals, metal alloys, and composite materials made from a ceramic material and a metal material. Such composite materials may contain alloyed or unalloyed ceramics. Examples of suitable doped ceramics include doped silicon carbides. Examples of suitable metals include titanium, zirconium, tantalum and the platinum group metals.

Примеры подходящих сплавов металлов включают нержавеющую сталь, константан, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы, а также суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal®, сплавы на основе железа и алюминия, а также сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Timetal® представляет собой зарегистрированную торговую марку компании Titanium Metals Corporation. Нити могут быть покрыты одним или более изоляционными материалами. Предпочтительными материалами для электрически проводящих нитей являются нержавеющая сталь и графит, более предпочтительно нержавеющая сталь марок 300 серии, таких как AISI 304, 316, 304L, 316L. Кроме того, электрически проводящий нагревательный элемент может содержать комбинации вышеописанных материалов. Комбинация материалов может использоваться для улучшения управления сопротивлением по существу плоского нагревательного элемента. Например, материалы с высоким собственным сопротивлением могут комбинироваться с материалами с низким собственным сопротивлением. Это может быть преимущественным, если один из материалов является более предпочтительным по другим причинам, например, из-за стоимости, обрабатываемости или других физических и химических параметров. Преимущественно по существу плоская компоновка нитей с увеличенным сопротивлением снижает паразитные потери. Преимущественно нагреватели с высоким удельным сопротивлением обеспечивают возможность более эффективного использования энергии батареи.Examples of suitable metal alloys include stainless steel, constantan, nickel, cobalt, chromium, aluminum, titanium, zirconium, hafnium, niobium, molybdenum, tantalum, tungsten, tin, gallium, manganese - and ferrous alloys, as well as superalloys based on nickel, iron, cobalt, stainless steel, Timetal®, alloys based on iron and aluminum, as well as alloys based on iron, manganese and aluminum. Timetal® is a registered trademark of Titanium Metals Corporation. The threads may be coated with one or more insulating materials. Preferred materials for the electrically conductive filaments are stainless steel and graphite, more preferably 300 series stainless steel such as AISI 304, 316, 304L, 316L. In addition, the electrically conductive heating element may comprise combinations of the materials described above. A combination of materials can be used to improve the resistance control of a substantially flat heating element. For example, high self-resistance materials can be combined with low self-resistance materials. This may be advantageous if one of the materials is preferred for other reasons, such as cost, processability, or other physical and chemical parameters. The advantageously substantially flat arrangement of the increased resistance filaments reduces parasitic losses. Advantageously, high resistivity heaters allow more efficient use of battery power.

Предпочтительно нити выполнены из проволоки. Более предпочтительно проволока выполнена из металла, наиболее предпочтительно из нержавеющей стали.Preferably the threads are made of wire. More preferably the wire is made of metal, most preferably stainless steel.

Электрическое сопротивление нитей нагревательного элемента может составлять от 0,3 Ом до 4 Ом. Предпочтительно электрическое сопротивление равно или выше 0,5 Ом. Более предпочтительно электрическое сопротивление нагревательного элемента составляет от 0,6 Ом до 0,8 Ом и наиболее предпочтительно приблизительно 0,68 Ом.The electrical resistance of the heating element filaments can range from 0.3 ohms to 4 ohms. Preferably, the electrical resistance is equal to or greater than 0.5 ohms. More preferably, the electrical resistance of the heating element is between 0.6 ohms and 0.8 ohms, and most preferably about 0.68 ohms.

Альтернативно, нагревательный элемент может содержать нагревательную пластину, в которой выполнен ряд вырезов. Вырезы могут быть выполнены, например, посредством травления или механической обработки. Указанная пластина может быть выполнена из любого материала с подходящими электрическими свойствами, такого как материалы, описанные выше в отношении нитей нагревательного элемента.Alternatively, the heating element may comprise a heating plate in which a series of cutouts is provided. The cutouts can be made, for example, by etching or machining. Said plate may be made of any material with suitable electrical properties, such as those described above in relation to the heating element filaments.

Нагревательный элемент может представлять собой элемент в виде токоприемника. В контексте данного документа термин «элемент в виде токоприемника» означает проводящий элемент, нагревающийся при воздействии на него изменяющегося магнитного поля. Это может быть результатом вихревых токов, вызванных в элементе в виде токоприемника, и/или потерь на гистерезис. Преимущественно элемент в виде токоприемника представляет собой ферритовый элемент. Материал и геометрическая форма элемента в виде токоприемника могут быть выбраны так, чтобы предоставлять желаемое электрическое сопротивление и генерирование тепла.The heating element may be an element in the form of a current collector. In the context of this document, the term "element in the form of a current collector" means a conductive element that heats up when exposed to a changing magnetic field. This may be the result of eddy currents induced in the current collector element and/or hysteresis losses. Advantageously, the current collector element is a ferrite element. The material and geometry of the current collector element can be chosen to provide the desired electrical resistance and heat generation.

Элемент в виде токоприемника может представлять собой ферритовый сетчатый элемент в виде токоприемника. Альтернативно, элемент в виде токоприемника может представлять собой железистый элемент в виде токоприемника.The current collector element may be a ferrite mesh element in the form of a current collector. Alternatively, the current collector element may be a ferrous current collector element.

Элемент в виде токоприемника может содержать сетку. В контексте настоящего документа термин «сетка» охватывает решетки и матрицы нитей, между которыми существуют пространства, и может включать тканые и нетканые полотна.The element in the form of a current collector may contain a grid. In the context of this document, the term "mesh" covers grids and arrays of threads between which there are spaces, and may include woven and non-woven webs.

Сетка может содержать множество ферритовых или железистых нитей. Нити могут образовывать промежутки между нитями, и промежутки могут иметь ширину от 10 мкм до 100 мкм. Предпочтительно нити создают капиллярный эффект в промежутках так, что при использовании жидкость, предназначенная для испарения, втягивается в промежутки, увеличивая площадь контакта между элементом в виде токоприемника и жидкостью.The mesh may contain a plurality of ferrite or ferrous filaments. The filaments may form spaces between the filaments, and the spaces may have a width of 10 µm to 100 µm. Preferably, the filaments create a capillary effect in the interstices such that, in use, the liquid to be evaporated is drawn into the interstices, increasing the area of contact between the current collector element and the liquid.

Нити могут образовывать сетку размером от 160 до 600 меш по стандарту США (+/- 10%) (т.е. от 160 и 600 нитей на дюйм (+/- 10%)). Ширина промежутков предпочтительно составляет от 75 мкм до 25 мкм. Процентная доля открытой площади сетки, которая является отношением площади промежутков к общей площади сетки, предпочтительно составляет от 25 до 56%. Сетка может быть образована с использованием различных типов плетеных или решетчатых структур. Альтернативно, нити состоят из матрицы нитей, расположенных параллельно друг другу.The threads can be meshed from 160 to 600 US mesh (+/- 10%) (i.e. 160 and 600 threads per inch (+/- 10%)). The width of the gaps is preferably between 75 µm and 25 µm. The percentage of open area of the mesh, which is the ratio of the area of the gaps to the total area of the mesh, is preferably 25 to 56%. The mesh may be formed using various types of wicker or lattice structures. Alternatively, the filaments consist of a matrix of filaments arranged parallel to each other.

Нити могут иметь диаметр от 8 мкм до 100 мкм, предпочтительно от 8 мкм до 50 мкм, и более предпочтительно от 8 мкм до 40 мкм.The filaments may have a diameter of 8 µm to 100 µm, preferably 8 µm to 50 µm, and more preferably 8 µm to 40 µm.

Площадь сетки может быть небольшой, предпочтительно менее или равной 500 мм², позволяя встраивать ее в удерживаемую рукой систему. Сетка может быть, например, прямоугольной и иметь размеры 15 мм на 20 мм. The mesh area can be small, preferably less than or equal to 500 mm ² , allowing it to be incorporated into a hand held system. The grid may, for example, be rectangular and have dimensions of 15 mm by 20 mm.

Преимущественно элемент в виде токоприемника имеет относительную проницаемость от 1 до 40000. Если желательно обеспечить применение вихревых токов для большей части нагрева, может применяться материал с более низкой проницаемостью, и если желательны эффекты гистерезиса, то может применяться материал с более высокой проницаемостью. Предпочтительно материал имеет относительную проницаемость от 500 до 40000. Это обеспечивает эффективный нагрев.Advantageously, the current collector element has a relative permeability between 1 and 40,000. If it is desired to use eddy currents for most of the heating, a lower permeability material can be used, and if hysteresis effects are desired, a higher permeability material can be used. Preferably the material has a relative permeability of 500 to 40,000. This provides efficient heating.

Корпус также может быть проницаемым для пара для обеспечения выхода пара. Корпус может быть проницаемым для пара смежно со второй стороной носителя для транспортировки жидкости. Это позволяет пару выходить из противоположных сторон материала для транспортировки жидкости, дополнительно снижая вероятность захвата пузырьков, которые нарушают транспортировку жидкости.The housing may also be vapor permeable to allow steam to escape. The body may be vapor-permeable adjacent the second side of the liquid transport carrier. This allows vapor to escape from opposite sides of the liquid transport material, further reducing the chance of trapping bubbles that interfere with liquid transport.

Испаритель в сборе может содержать материал для удержания жидкости в канале для подачи жидкости. Это может обеспечить подачу жидкости к носителю для транспортировки жидкости независимо от ориентации испарителя в сборе относительно гравитации. Материал для удержания жидкости предпочтительно отличается от носителя для транспортировки жидкости. Канал для подачи жидкости может содержать одну или несколько капиллярных трубок.The evaporator assembly may include material to retain liquid in the liquid passageway. This can provide liquid to the liquid carrier regardless of the orientation of the evaporator assembly with respect to gravity. The fluid retaining material is preferably different from the fluid carrier. The liquid supply channel may contain one or more capillary tubes.

Канал для подачи жидкости может проходить в целом ортогонально первой стороне нагревательного элемента. Это максимально увеличивает расстояние между нагревательным элементом и вторым концом канала для подачи жидкости. При использовании второй конец канала для подачи жидкости может быть расположен смежно с основным резервуаром для жидкости.The liquid supply passage may extend generally orthogonally to the first side of the heating element. This maximizes the distance between the heating element and the second end of the fluid passage. In use, the second end of the liquid supply passage may be located adjacent to the main liquid reservoir.

Если смотреть в направлении, ортогональном первой стороне нагревательного элемента, первая область может не полностью закрывать вторую область. Это снижает передачу тепла от нагревательного элемента к каналу для подачи жидкости. Если смотреть в направлении, ортогональном первой стороне нагревательного элемента, нагревательный элемент может не перекрывать вторую область. Это дополнительно увеличивает расстояние между нагревательным элементом и первым концом канала подачи жидкости и таким образом уменьшает передачу тепла от нагревательного элемента к каналу для подачи жидкости. Канал для подачи жидкости может иметь площадь поперечного сечения приблизительно 25% площади носителя для транспортировки жидкости. Канал для подачи жидкости может иметь диаметр от 2 мм до 5 мм.When viewed in a direction orthogonal to the first side of the heating element, the first region may not completely cover the second region. This reduces the transfer of heat from the heating element to the fluid passage. When viewed in a direction orthogonal to the first side of the heating element, the heating element may not overlap the second region. This further increases the distance between the heating element and the first end of the liquid supply path and thus reduces heat transfer from the heating element to the liquid supply path. The fluid passageway may have a cross-sectional area of approximately 25% of the area of the fluid carrier. The liquid supply channel may have a diameter of 2 mm to 5 mm.

Во втором аспекте предоставлен картридж для системы, генерирующей аэрозоль, причем картридж содержит испаритель в сборе в соответствии с первым аспектом и резервуар для жидкости, канал для подачи жидкости имеющий второй конец, противоположный первому концу, находящийся в сообщении с резервуаром для подачи жидкости.In a second aspect, a cartridge is provided for an aerosol generating system, the cartridge comprising an evaporator assembly according to the first aspect and a liquid reservoir, a liquid supply conduit having a second end opposite the first end in communication with the liquid supply reservoir.

Нагревательный элемент и носитель для транспортировки жидкости могут быть выполнены с возможностью отделения от резервуара для подачи жидкости. Канал для подачи жидкости может быть прикреплен к нагревательному элементу и каналу для подачи жидкости или может быть прикреплен к резервуару для подачи жидкости, или может быть прикреплен к обоим. Канал для подачи жидкости может принимать вид узкой части резервуара для подачи жидкости. Резервуар для подачи жидкости может содержать корпус резервуара. Корпус резервуара может составлять единое целое с каналом для подачи жидкости.The heating element and the fluid transport carrier may be detachable from the fluid supply reservoir. The liquid supply passage may be attached to the heating element and the liquid supply passage, or may be attached to the liquid supply reservoir, or may be attached to both. The liquid supply passage may take the form of a narrow portion of the liquid supply reservoir. The fluid supply reservoir may include a reservoir body. The reservoir body may be integral with the fluid supply passage.

В третьем аспекте предоставляется система, генерирующая аэрозоль, содержащая испаритель в сборе в соответствии с первым аспектом, резервуар для жидкости, канал для подачи жидкости, имеющий второй конец, противоположный первому концу, находящийся в сообщении с резервуаром для подачи жидкости, источник питания и схему управления, выполненную с возможностью управления подачей питания от источника питания на испаритель в сборе.In a third aspect, an aerosol generating system is provided, comprising an evaporator assembly according to the first aspect, a liquid reservoir, a liquid supply conduit having a second end opposite the first end in communication with the liquid supply reservoir, a power supply, and a control circuit. configured to control the power supply from the power source to the evaporator assembly.

Система, генерирующая аэрозоль, может представлять собой удерживаемую рукой систему. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать мундштук, через который пользователь может вдыхать аэрозоль, генерируемый системой, генерирующей аэрозоль.The aerosol generating system may be a hand held system. The aerosol generating system may include a mouthpiece through which a user can inhale the aerosol generated by the aerosol generating system.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать главный блок и картридж, который взаимодействует с главным блоком при использовании. Главный блок может содержать корпус. Корпус может удерживать источник питания и схему управления. Испаритель в сборе и резервуар для жидкости могут быть предусмотрены в картридже. Испаритель в сборе может быть частью главного блока, и резервуар для жидкости предусмотрен в картридже. Корпус может вмещать по меньшей мере часть картриджа. Мундштук может быть частью главного блока или частью картриджа.The aerosol generating system may include a main unit and a cartridge that interacts with the main unit during use. The main unit may include a housing. The case can hold the power supply and control circuit. An evaporator assembly and a liquid reservoir may be provided in the cartridge. The evaporator assembly may be part of the main unit, and the liquid reservoir is provided in the cartridge. The housing can accommodate at least a portion of the cartridge. The mouthpiece may be part of the main unit or part of the cartridge.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать проход для потока воздуха, проходящий от впускного отверстия для воздуха, мимо испарителя в сборе к выпускному отверстию. Выпускное отверстие может находиться в мундштуке.The aerosol generating system may include an air flow passage extending from the air inlet, past the evaporator assembly, to the outlet. The outlet may be in the mouthpiece.

Система, генерирующая аэрозоль, может иметь размер, сопоставимый с размером обычной сигары или сигареты. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 мм до приблизительно 150 мм. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 мм до приблизительно 30 мм.The aerosol generating system may be about the size of a conventional cigar or cigarette. The aerosol generating system may have an overall length of from about 30 mm to about 150 mm. The aerosol generating system may have an outside diameter of from about 5 mm to about 30 mm.

Источник питания может представлять собой источник питания постоянного тока. Источник питания может представлять собой батарею. Батарея может представлять собой батарею на основе лития, например, литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную, литий-титанатную или литий-полимерную батарею. Батарея может представлять собой никель-металл-гидридную батарею или никель-кадмиевую батарею. Источник питания может представлять собой другой вид устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке и быть выполнен с возможностью осуществления множества циклов заряда и разряда. Источник питания может иметь емкость, которая делает возможным накопление достаточного количества энергии для одного или нескольких применений пользователем; например, источник питания может иметь достаточную емкость, чтобы сделать возможным непрерывное генерирование аэрозоля в течение периода, составляющего приблизительно шесть минут, что соответствует обычному времени, затрачиваемому на выкуривание обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере источник питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения возможности осуществления заданного количества затяжек или отдельных активаций узла распыления.The power supply may be a DC power supply. The power source may be a battery. The battery may be a lithium-based battery, such as a lithium cobalt, lithium iron phosphate, lithium titanate, or lithium polymer battery. The battery may be a nickel metal hydride battery or a nickel cadmium battery. The power supply may be another form of charge storage device such as a capacitor. The power supply may need to be recharged and be capable of multiple charge and discharge cycles. The power supply may have a capacity that allows sufficient energy to be stored for one or more applications by the user; for example, the power supply may have sufficient capacity to allow continuous generation of the aerosol for a period of approximately six minutes, which is typical of the time taken to smoke a conventional cigarette, or for a period of multiples of six minutes. In another example, the power supply may have sufficient capacity to allow for a given number of puffs or individual activations of the spray assembly.

Схема управления может содержать микроконтроллер. Микроконтроллер предпочтительно представляет собой программируемый микроконтроллер. Схема управления может содержать дополнительные электронные компоненты. Схема управления может быть выполнена с возможностью регулирования подачи питания на нагревательный элемент. Питание может подаваться на нагревательный элемент непрерывно после активации системы или может подаваться с перерывами, например, от затяжки к затяжке. Питание может подаваться на элемент, генерирующий аэрозоль, в виде импульсов электрического тока. Схема управления может содержать датчик потока воздуха и эта схема управления может подавать электропитание на нагревательный элемент, когда датчик потока воздуха обнаруживает затяжки, осуществляемые пользователем. The control circuit may include a microcontroller. The microcontroller is preferably a programmable microcontroller. The control circuit may contain additional electronic components. The control circuit may be configured to control the power supply to the heating element. Power may be supplied to the heating element continuously after activation of the system, or may be supplied intermittently, for example, from puff to puff. Power may be supplied to the aerosol generating element in the form of electric current pulses. The control circuit may include an air flow sensor, and the control circuit may energize the heating element when the air flow sensor detects user puffs.

Во время работы пользователь может активировать систему посредством осуществления затяжки через мундштук или обеспечения некоторого другого пользовательского ввода, например, посредством нажатия кнопки на системе. Схема управления затем подает питание на нагревательный элемент, причем питание может подаваться на нагревательный элемент в течение заданного периода времени или в течение продолжительности затяжки, осуществляемой пользователем. Нагревательный элемент затем нагревает жидкость в носителе для транспортировки жидкости с образованием пара, который выходит из испарителя в сборе в проход для потока воздуха через систему. Пар охлаждается и конденсируется с образованием аэрозоля, который затем втягивается в рот пользователя.During operation, the user may activate the system by taking a puff through the mouthpiece or by providing some other user input, such as by pressing a button on the system. The control circuit then energizes the heating element, which may energize the heating element for a predetermined period of time or for the duration of a user's puff. The heating element then heats the liquid in the liquid transport carrier to produce vapor that exits the evaporator assembly into an airflow passage through the system. The vapor cools and condenses to form an aerosol which is then drawn into the user's mouth.

Во всех аспектах настоящего изобретения жидкость может представлять собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль. В контексте настоящего документа со ссылкой на настоящее изобретение субстрат, образующий аэрозоль, является субстратом, способным высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут высвобождаться в результате нагрева субстрата, образующего аэрозоль. In all aspects of the present invention, the liquid may be an aerosol-forming liquid substrate. In the context of this document with reference to the present invention, an aerosol-forming substrate is a substrate capable of releasing volatile compounds that can form an aerosol. Volatile compounds may be released by heating the aerosol-forming substrate.

Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть жидким при комнатной температуре. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержащий никотин, может представлять собой матрицу из никотиновой соли. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные вкусоароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагреве. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал, не содержащий табака. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения.The aerosol-forming liquid substrate may be liquid at room temperature. The liquid substrate forming the aerosol may contain nicotine. The liquid substrate forming the nicotine-containing aerosol may be a nicotine salt matrix. The aerosol-forming liquid substrate may contain material of vegetable origin. The aerosol-forming liquid substrate may contain tobacco. The liquid aerosol-forming substrate may comprise a tobacco-containing material containing volatile tobacco flavor compounds that are released from the aerosol-forming substrate upon heating. The aerosol-forming liquid substrate may comprise homogenized tobacco material. The aerosol-forming liquid substrate may comprise a non-tobacco material. The aerosol-forming liquid substrate may contain homogenized plant material.

Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать одно или несколько веществ для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля представляет собой любое подходящее известное соединение или любую смесь соединений, которая, при использовании, способствует образованию плотного и стабильного аэрозоля и является по существу устойчивой к термической деградации при рабочей температуре системы. Примеры подходящих веществ для образования аэрозоля включают глицерин и пропиленгликоль. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области техники и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно-, ди- или триацетат; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать воду, растворители, этанол, растительные экстракты и натуральные или искусственные ароматизаторы. The aerosol-forming liquid substrate may contain one or more aerosol-forming agents. The aerosol generating agent is any suitable known compound or any mixture of compounds that, when used, promotes the formation of a dense and stable aerosol and is substantially resistant to thermal degradation at the operating temperature of the system. Examples of suitable aerosol forming agents include glycerin and propylene glycol. Suitable aerosol forming agents are well known in the art and include, but are not limited to: polyhydric alcohols such as triethylene glycol, 1,3-butanediol and glycerol; polyhydric alcohol esters such as glycerol mono-, di-, or triacetate; and aliphatic esters of mono-, di- or polycarboxylic acids such as dimethyl dodecanedioate and dimethyl tetradecanedioate. The aerosol-forming liquid substrate may contain water, solvents, ethanol, plant extracts, and natural or artificial flavors.

Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля может представлять собой глицерин или пропиленгликоль. Вещество для образования аэрозоля может содержать как глицерин, так и пропиленгликоль. Концентрация никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль, может составлять от приблизительно 0,5% до приблизительно 10%, например, приблизительно 2%.The aerosolizing liquid substrate may contain nicotine and at least one aerosolizing agent. The aerosol generating agent may be glycerin or propylene glycol. The aerosol forming agent may contain both glycerin and propylene glycol. The concentration of nicotine in the aerosol-forming liquid substrate may be from about 0.5% to about 10%, such as about 2%.

Во всех аспектах носитель для транспортировки жидкости представляет собой материал, который перемещает жидкость с одного конца материала в другой. Носитель для транспортировки жидкости может представлять собой капиллярный материал. Капиллярный материал может иметь волокнистую или губчатую структуру. Капиллярный материал предпочтительно содержит пучок капилляров. Например, капиллярный материал может содержать множество волокон или нитей, или других трубок с узкими каналами. Волокна или нити могут быть, в целом, выровнены для перемещения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в направлении нагревательного элемента. Альтернативно капиллярный материал может содержать губкообразный или пенообразный материал. Структура капиллярного материала образует множество небольших каналов или трубок, через которые жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может транспортироваться за счет капиллярного эффекта. Носитель для транспортировки жидкости подвергается воздействию высокой температуры нагревательного элемента и поэтому должен быть стабильным при таких температурах.In all aspects, a fluid carrier is a material that conveys fluid from one end of the material to the other. The fluid carrier may be a capillary material. The capillary material may have a fibrous or spongy structure. The capillary material preferably comprises a bundle of capillaries. For example, the capillary material may contain a plurality of fibers or filaments, or other tubes with narrow channels. The fibers or filaments may be generally aligned to move the aerosol forming liquid substrate towards the heating element. Alternatively, the capillary material may comprise a sponge-like or foam-like material. The structure of the capillary material forms many small channels or tubes through which the aerosol-forming liquid substrate can be transported by capillary action. The liquid transport carrier is exposed to the high temperature of the heating element and therefore must be stable at such temperatures.

Носитель для транспортировки жидкости может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примерами подходящих материалов являются губчатый или вспененный материал, материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спеченных порошков, вспененный металлический или пластиковый материал, волокнистый материал, например, выполненный из крученых или экструдированных волокон, таких как стекловолокно, ацетилцеллюлозные, сложнополиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамика. Волокна могут быть ткаными или могут образовывать аморфную структуру. Носитель для транспортировки жидкости может иметь любые подходящие капиллярность и пористость для его использования с жидкостями, имеющими разные физические свойства. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, имеет такие физические свойства, включая, но без ограничения, вязкость, поверхностное натяжение, плотность, теплопроводность, температуру кипения и давление пара, которые обеспечивают возможность транспортировки жидкого субстрата, образующего аэрозоль, посредством носителя для транспортировки жидкости за счет капиллярного действия.The fluid carrier may comprise any suitable material or combination of materials. Examples of suitable materials are sponge or foam material, ceramic or graphite based materials in the form of fibers or sintered powders, foamed metal or plastic material, fibrous material, for example, made from twisted or extruded fibers such as glass fibers, cellulose acetate, polyester or bonded polyolefin , polyethylene, terylene or polypropylene fibers, nylon fibers or ceramics. The fibers may be woven or may form an amorphous structure. The fluid carrier may have any suitable capillarity and porosity for use with fluids having different physical properties. An aerosol-forming liquid substrate has physical properties, including, but not limited to, viscosity, surface tension, density, thermal conductivity, boiling point, and vapor pressure, that allow the aerosol-forming liquid substrate to be transported by a liquid transport carrier by capillary action. actions.

Во всех аспектах материал для удержания жидкости в канале для подачи жидкости также может представлять собой капиллярный материал. Однако нет необходимости выдерживать температуры, столь же высокие, как у носителя для транспортировки жидкости. Материал для удержания жидкости может представлять собой пеноматериал, губку или совокупность волокон. Материал для удержания жидкости может быть образован из полимера или сополимера. В одном примере материал для удержания жидкости представляет собой тканый полипропилен и поли(этилентерефталат).In all aspects, the fluid retaining material in the fluid passage may also be a capillary material. However, it is not necessary to withstand temperatures as high as those of a liquid transport carrier. The fluid retention material may be foam, sponge, or a collection of fibers. The fluid retention material may be formed from a polymer or copolymer. In one example, the fluid retention material is a woven polypropylene and poly(ethylene terephthalate).

Варианты осуществления изобретения будут далее описаны подробно лишь в качестве примера со ссылками на сопутствующие графические материалы, на которых:Embodiments of the invention will now be described in detail by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which:

на фиг. 1 представлено схематическое изображение системы, генерирующей аэрозоль, первого варианта осуществления изобретения;in fig. 1 is a schematic representation of an aerosol generating system of a first embodiment of the invention;

на фиг. 2a подробно показан испаритель в сборе для варианта осуществления, показанного на фиг. 2;in fig. 2a shows in detail the evaporator assembly for the embodiment shown in FIG. 2;

на фиг. 2b представлен вид снизу испарителя в сборе, изображенного на фиг. 2a;in fig. 2b is a bottom view of the evaporator assembly shown in FIG. 2a;

на фиг. 3a представлено схематическое поперечное сечение испарителя в сборе второго варианта осуществления изобретения; in fig. 3a is a schematic cross-section of the evaporator assembly of the second embodiment of the invention;

на фиг. 3b представлен вид задней стороны испарителя в сборе, изображенного на фиг. 3a; иin fig. 3b is a rear view of the evaporator assembly shown in FIG. 3a; and

на фиг. 4 представлено схематическое изображение системы, генерирующей аэрозоль, третьего варианта осуществления изобретения.in fig. 4 is a schematic representation of an aerosol generating system of a third embodiment of the invention.

На фиг. 1 представлено схематическое изображение системы, генерирующей аэрозоль, в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения. Система содержит два основных компонента: картридж 100 и основную часть 200. Соединительный конец 115 картриджа 100 разъемно соединен с соответствующим соединительным концом 205 основной части 200. Основная часть содержит батарею 210, которая в данном примере представляет собой перезаряжаемую литий-ионную батарею, и схему 220 управления. Устройство 10, генерирующее аэрозоль, является портативным и имеет размер, сопоставимый с размером обычной сигары или сигареты.In FIG. 1 is a schematic representation of an aerosol generating system according to a first embodiment of the invention. The system comprises two main components: a cartridge 100 and a main body 200. The connecting end 115 of the cartridge 100 is releasably connected to the corresponding connecting end 205 of the main body 200. The main body contains a battery 210, which in this example is a rechargeable lithium ion battery, and a circuit 220 management. The aerosol generating device 10 is portable and has a size comparable to that of a conventional cigar or cigarette.

Картридж 100 содержит корпус 105, содержащий узел 120 распыления и отделение 130 для хранения жидкости, образующее резервуар для подачи жидкости. В отделении для хранения жидкости удерживается жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Узел распыления соединен с узкой частью отделения для хранения жидкости. Узел распыления содержит нагревательный элемент 135 в виде проницаемой для текучей среды сетки на носителе 136 для транспортировки жидкости. Носитель 136 для транспортировки жидкости покрывает весь нагревательный элемент. Канал 138 для подачи жидкости проходит между узкой частью отделения для хранения жидкости и носителем 136 для транспортировки жидкости. Материал с высокой удерживающей способностью (HRM) или капиллярный материал размещен внутри канала 138 для подачи жидкости. Жидкость из отделения для хранения жидкости втягивается в канал для подачи жидкости и оттуда распределяется по носителю для транспортировки жидкости. Это означает, что конкретный объем жидкости присутствует в носителе для транспортировки жидкости, смежно с нагревательным элементом, который может быть легко испарен нагревательным элементом.The cartridge 100 includes a housing 105 containing a spray assembly 120 and a liquid storage compartment 130 forming a liquid supply reservoir. The liquid storage compartment holds the liquid substrate forming an aerosol. The spray assembly is connected to the narrow part of the liquid storage compartment. The spray assembly includes a heating element 135 in the form of a fluid-permeable mesh on a carrier 136 for transporting fluid. The fluid carrier 136 covers the entire heating element. The liquid supply passage 138 extends between the narrow part of the liquid storage compartment and the liquid transport carrier 136 . A high retention material (HRM) or capillary material is placed within the fluid channel 138. Liquid from the liquid storage compartment is drawn into the liquid supply passage and from there distributed over the liquid transport carrier. This means that a specific volume of liquid is present in the liquid transport carrier adjacent to the heating element, which can be easily vaporized by the heating element.

Проход 140, 145 для потока воздуха проходит через систему от впускного отверстия 150 для воздуха мимо нагревательного элемента 135 и от нагревательного элемента до отверстия 110 на мундштучном конце в корпусе 105.An air flow passage 140, 145 extends through the system from the air inlet 150 past the heating element 135 and from the heating element to the mouth end opening 110 in the body 105.

Нагревательный элемент 135 представляет собой токоприемник, который индукционно нагревается под действием высокочастотного колебательного магнитного поля. Индукционная катушка 225, которая в данном примере представляет собой плоскую катушку, расположена внутри основной части, смежно с нагревательным элементом 135. Схема управления подает высокочастотный колебательный ток на катушку 225, что, в свою очередь, генерирует изменяющийся во времени магнитный поток через нагревательный элемент. The heating element 135 is a current collector that is inductively heated by a high frequency oscillating magnetic field. The induction coil 225, which in this example is a flat coil, is located inside the main body, adjacent to the heating element 135. The control circuit supplies a high frequency oscillatory current to the coil 225, which in turn generates a time-varying magnetic flux through the heating element.

Система выполнена таким образом, что пользователь имеет возможность осуществления затяжки или всасывания через отверстие на мундштучном конце картриджа для втягивания аэрозоля в свой рот. При эксплуатации, когда пользователь осуществляет затяжку через отверстие на мундштучном конце, воздух втягивается через проход для потока воздуха из впускного отверстия для воздуха мимо нагревательного элемента к отверстию на мундштучном конце. Схема управления управляет подачей электропитания от батареи 210 на катушку 225. Это, в свою очередь, регулирует температуру нагревательного элемента и, таким образом, количество и свойства пара, вырабатываемого узлом распыления. Схема управления может содержать датчик потока воздуха, и схема управления может подавать электропитание на катушку, когда с помощью датчика потока воздуха обнаруживаются затяжки, осуществляемые пользователем из картриджа. Данный тип управляющей компоновки является традиционным в системах, генерирующих аэрозоль, таких как ингаляторы и электронные сигареты. Таким образом, при осуществлении пользователем всасывания через отверстие на мундштучном конце картриджа, происходит активация узла распыления, и он генерирует пар, захватываемый потоком воздуха, проходящим через проход 140 для потока воздуха. Пар охлаждается потоком воздуха в проходе 145 с образованием аэрозоля, который затем втягивается в рот пользователя через отверстие 110 на мундштучном конце.The system is designed such that the user is able to puff or suck through the opening at the mouth end of the cartridge to draw the aerosol into their mouth. In operation, when the user puffs through the opening at the mouth end, air is drawn through the airflow passage from the air inlet past the heating element to the opening at the mouth end. The control circuit controls the supply of power from the battery 210 to the coil 225. This in turn controls the temperature of the heating element and thus the amount and properties of the steam produced by the atomizer assembly. The control circuit may include an air flow sensor, and the control circuit may energize the coil when the air flow sensor detects user puffs from the cartridge. This type of control arrangement is traditional in aerosol generating systems such as inhalers and electronic cigarettes. Thus, when the user draws through the opening at the mouth end of the cartridge, the nebulization unit is activated and generates vapor entrained in the airflow passing through the airflow passage 140. The vapor is cooled by the air flow in the passage 145 to form an aerosol which is then drawn into the user's mouth through the opening 110 at the mouth end.

Все варианты осуществления, показанные на фигурах 1-3, основаны на индукционном нагреве. Индукционный нагрев работает путем помещения электрически проводящего изделия, предназначенного для нагрева, в магнитное поле, изменяющееся с течением времени. Вихревые токи создаются в проводящем изделии. Если проводящее изделие электрически изолировано, вихревые токи рассеиваются вследствие джоулева нагрева проводящего изделия. В системе, генерирующей аэрозоль, работающей посредством нагрева субстрата, образующего аэрозоль, субстрат, образующий аэрозоль, сам по себе обычно не обладает достаточной электрической проводимостью для индукционного нагрева таким образом. Таким образом, в вариантах осуществления, показанных на фиг. 1-3, в качестве проводящего изделия, которое нагревается, используется элемент в виде токоприемника. Затем субстрат, образующий аэрозоль, нагревается элементом в виде токоприемника за счет теплопроводности, конвекции и/или излучения. Поскольку используется ферромагнитный элемент в виде токоприемника, тепло также генерируется потерями на гистерезис по мере переключения магнитных доменов в элементе в виде токоприемника.All embodiments shown in figures 1-3 are based on induction heating. Induction heating works by placing an electrically conductive article to be heated in a magnetic field that changes over time. Eddy currents are created in a conductive product. If the conductive article is electrically insulated, eddy currents are dissipated due to Joule heating of the conductive article. In an aerosol generating system operating by heating the aerosol generating substrate, the aerosol generating substrate itself generally does not have sufficient electrical conductivity to be inductively heated in this way. Thus, in the embodiments shown in FIG. 1-3, an element in the form of a current collector is used as a conductive product that is heated. The aerosol-forming substrate is then heated by the current collector element by conduction, convection and/or radiation. Since a ferromagnetic current collector element is used, heat is also generated by hysteresis losses as the magnetic domains in the current collector element are switched.

В вариантах осуществления, описанных на фигурах 1-3, используется индукционная катушка для генерирования магнитного поля, изменяющегося с течением времени. Индукционная катушка выполнена таким образом, чтобы она не испытывала существенного джоулева нагрева. И наоборот, элемент в виде токоприемника выполнен таким образом, чтобы происходил существенный джоулев нагрев токоприемника. In the embodiments described in Figures 1-3, an induction coil is used to generate a magnetic field that changes over time. The induction coil is designed so that it does not experience significant Joule heating. Conversely, the element in the form of a current collector is designed in such a way that significant Joule heating of the current collector occurs.

Колебательное магнитное поле проходит через элемент в виде токоприемника, вызывая вихревые токи в элементе в виде токоприемника. Элемент в виде токоприемника нагревается в результате джоулева нагрева и в результате потерь на гистерезис, достигая температуры, достаточной для испарения субстрата, образующего аэрозоль, вблизи элемента в виде токоприемника. Испаренный субстрат, образующий аэрозоль, захватывается воздухом, текущим от впускного отверстия для воздуха к выпускному отверстию для воздуха, как объясняется более подробно ниже, и охлаждается для образования аэрозоля внутри мундштучной части перед попаданием в рот пользователя. Управляющая электроника подает колебательный ток на катушку с заданной продолжительностью, в данном примере в течение пяти секунд, после обнаружения затяжки и затем выключает ток до обнаружения новой затяжки.An oscillating magnetic field passes through the current collector element, causing eddy currents in the current collector element. The current collector element is heated by Joule heating and hysteresis loss, reaching a temperature sufficient to vaporize the aerosol forming substrate in the vicinity of the current collector element. The vaporized aerosol-generating substrate is entrained by air flowing from the air inlet to the air outlet, as explained in more detail below, and cooled to form an aerosol inside the mouthpiece before entering the user's mouth. The control electronics applies an oscillating current to the coil for a predetermined duration, in this example for five seconds, after a puff is detected and then turns off the current until a new puff is detected.

На фиг. 2A более подробно изображен испаритель в сборе, изображенный на фиг. 1. В примере, показанном на фиг. 2, испаритель в сборе имеет корпус 137. Корпус 137 выполнен как единое целое с контейнером для хранения жидкости. Корпус 137 удерживает сетчатый токоприемник 135, носитель 136 для транспортировки жидкости и капиллярный материал 139 внутри канала 138 для подачи жидкости.In FIG. 2A shows in greater detail the evaporator assembly shown in FIG. 1. In the example shown in FIG. 2, the evaporator assembly has a housing 137. The housing 137 is integral with the liquid storage container. The housing 137 holds the mesh current collector 135, the fluid carrier 136, and the capillary material 139 within the fluid channel 138.

Нагревательный элемент 135 содержит сетку из нержавеющей стали. Она является в целом планарной. На фиг. 2b представлен вид снизу испарителя в сборе. Сетка является в целом прямоугольной, но имеет вырезанное центральное отверстие 131. Центральное отверстие выполнено таким образом, что если смотреть в направлении, ортогональном плоскости сетки, отверстие закрывает канал для подачи жидкости. Контур канала 138 для подачи жидкости на фиг. 2b изображен пунктирной линией. Таким образом, нагревательный элемент удаляется из канала для подачи жидкости, и поэтому отсутствует значительная передача тепла от нагревательного элемента к жидкости в канале для подачи жидкости. Вырез может быть любой формы. Например, оно может быть круглым для соответствия круглому каналу для подачи жидкости. В данном примере вырез является квадратным.The heating element 135 includes a stainless steel mesh. It is generally planar. In FIG. 2b is a bottom view of the evaporator assembly. The mesh is generally rectangular, but has a cut-out central hole 131. The central hole is designed such that when viewed in a direction orthogonal to the plane of the mesh, the hole closes the fluid passage. The fluid channel 138 in FIG. 2b is shown with a dotted line. In this way, the heating element is removed from the liquid supply passage, and therefore there is no significant heat transfer from the heating element to the liquid in the liquid supply passage. The cutout can be of any shape. For example, it may be circular to match a circular fluid passageway. In this example, the cutout is square.

В данном примере носитель 136 для транспортировки жидкости образован из стекловолоконного материала. Стекловолокно, как правило, обладает достаточной тепловой стойкостью. Стекловолокно является тканым и обеспечивает капиллярный эффект для транспортировки жидкости в направлении, параллельном поверхности сетчатого элемента в виде токоприемника. В частности, носитель для транспортировки жидкости выполнен с возможностью транспортировки жидкости в сторону от области, находящейся в контакте с каналом для подачи жидкости, к периферии носителя для транспортировки жидкости.In this example, the fluid carrier 136 is formed from glass fiber material. Fiberglass generally has sufficient thermal resistance. The fiberglass is woven and provides a capillary effect to transport liquid in a direction parallel to the surface of the mesh element in the form of a current collector. In particular, the liquid transport carrier is configured to transport liquid away from the region in contact with the liquid supply channel to the periphery of the liquid transport carrier.

Капиллярный материал 139 в канале 138 для подачи жидкости ориентирован таким образом, чтобы передавать жидкость носителю 136 для транспортировки жидкости. В этом примере он является ортогональным поверхности сетчатого элемента в виде токоприемника. Капиллярный материал 139 может содержать тканый полипропилен или поли(этилентерефталат) (PET).The capillary material 139 in the fluid passage 138 is oriented to transfer fluid to the fluid carrier 136. In this example, it is orthogonal to the surface of the pantograph mesh element. The capillary material 139 may comprise woven polypropylene or poly(ethylene terephthalate) (PET).

На фиг. 2b видно, что площадь канала для подачи жидкости, находящегося в контакте с носителем для транспортировки жидкости, является лишь частью общей площади носителя для транспортировки жидкости. Чем меньше площадь канала для подачи жидкости, находящаяся в контакте с носителем для транспортировки жидкости, тем ниже передача тепла от нагревателя обратно к жидкости в канале для подачи жидкости. Тем не менее площадь контакта должна быть достаточно большой, чтобы обеспечивать возможность пополнения запаса жидкости по всему носителю для транспортировки жидкости за короткий промежуток времени. Это позволяет пользователю выполнять последовательные затяжки в течение короткого времени и все еще получать достаточное и постоянное количество аэрозоля с каждой затяжкой. В данном примере канал для подачи жидкости имеет диаметр приблизительно 5 мм, и носитель для транспортировки жидкости имеет площадь приблизительно 300 мм². Капиллярный материал в канале для подачи жидкости может иметь объем, аналогичный объему носителя для транспортировки жидкости.In FIG. 2b, it can be seen that the area of the fluid passageway in contact with the fluid carrier is only a fraction of the total area of the fluid carrier. The smaller the area of the liquid supply passage in contact with the liquid transport carrier, the lower the heat transfer from the heater back to the liquid in the liquid supply passage. However, the contact area must be large enough to allow replenishment of the liquid supply throughout the liquid transport carrier in a short period of time. This allows the user to take successive puffs in a short amount of time and still receive a sufficient and consistent amount of aerosol with each puff. In this example, the fluid passage has a diameter of approximately 5 mm and the fluid carrier has an area of approximately 300 mm ² . The capillary material in the fluid passageway may have a volume similar to that of the fluid carrier.

При использовании, когда индукционная катушка 225 активируется в результате обнаруженной затяжки, осуществляемой пользователем, нагревательный элемент нагревается до температуры, достаточной для испарения жидкости, удерживаемой в носителе 136 для транспортировки жидкости. Нагрев поддерживается с продолжительностью, достаточной для испарения по существу всей жидкости в носителе для транспортировки жидкости. Это может быть фиксированный период времени, например, две секунды. Затем ток через катушку останавливается, и нагревательный элемент охлаждается до следующей активации катушки. После испарения жидкости в носителе для транспортировки жидкости, больше жидкости протекает от капиллярного материала в канале для подачи жидкости в носитель для транспортировки жидкости. В то же время жидкость из отделения для хранения жидкости заменяет жидкость в канале для подачи жидкости. Таким образом, к нагревательному элементу, готовому к следующей затяжке, осуществляемой пользователем, доставляется другой подобный объем жидкости. Он обеспечивает постоянный объем аэрозоля. И изоляция нагревательного элемента от главной части отделения для хранения жидкости улучшает эффективность нагрева.In use, when the inductive coil 225 is activated as a result of a detected puff by the user, the heating element is heated to a temperature sufficient to vaporize the liquid held in the liquid carrier 136. Heating is maintained for a duration sufficient to vaporize substantially all of the liquid in the liquid transport carrier. This can be a fixed period of time, such as two seconds. The current through the coil then stops and the heating element cools down until the next activation of the coil. After the liquid in the liquid transport carrier evaporates, more liquid flows from the capillary material in the liquid supply passage into the liquid transport carrier. At the same time, the liquid from the liquid storage compartment replaces the liquid in the liquid supply passage. Thus another similar volume of fluid is delivered to the heating element, ready for the next puff by the user. It provides a constant volume of aerosol. And the isolation of the heating element from the main part of the liquid storage compartment improves the heating efficiency.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 2a и 2b, корпус 137 испарителя является непроницаемым для текучей среды и закрывает обратную поверхность носителя для транспортировки жидкости. Это означает, что пар, генерируемый в носителе для транспортировки жидкости, должен выходить через токоприемник 136 для захвата потоком воздуха.In the embodiment shown in FIG. 2a and 2b, the evaporator housing 137 is fluid tight and covers the back surface of the liquid transport carrier. This means that the vapor generated in the liquid transport carrier must exit through the current collector 136 to be entrained in the air flow.

На фиг. 3a и 3b изображен другой вариант осуществления испарителя, который может быть использован в системе, показанной на фиг. 1, в которой пар, генерируемый в носителе 336 для транспортировки жидкости, может выходить как через первую сторону носителя для транспортировки жидкости, смежную нагревательному элементу (в примере, показанном на фиг. 3a и 3b, снова сетчатому токоприемнику), так и через вторую сторону, противоположную первой стороне. In FIG. 3a and 3b show another embodiment of an evaporator that can be used in the system shown in FIG. 1, in which the vapor generated in the liquid transport carrier 336 can exit both through the first side of the liquid transport carrier adjacent to the heating element (in the example shown in Figs. 3a and 3b, again a mesh current collector) and through the second side opposite the first side.

На фиг. 3a представлено схематическое изображение испарителя в сборе и части отделения 330 для хранения жидкости. Основная форма испарителя в сборе является такой же, как и в варианте осуществления, изображенном на фиг. 2. Корпус 337 выполнен как единое целое с отделением для хранения жидкости. Нагревательный элемент 335 отделен от основной части отделения для хранения жидкости узкой частью, образованной каналом 338 для подачи жидкости. Корпус 337 удерживает сетчатый токоприемник 335, носитель 336 для транспортировки жидкости и капиллярный материал 339 внутри канала 138 для подачи жидкости.In FIG. 3a is a schematic representation of the evaporator assembly and part of the liquid storage compartment 330. The basic shape of the evaporator assembly is the same as in the embodiment shown in FIG. 2. Housing 337 is integral with the liquid storage compartment. The heating element 335 is separated from the main body of the liquid storage compartment by a narrow portion formed by the liquid supply passage 338 . The housing 337 holds the mesh current collector 335, the fluid carrier 336, and the capillary material 339 within the fluid channel 138.

Нагревательный элемент 335 содержит сетку из нержавеющей стали и является в целом планарным. Носитель 336 для транспортировки жидкости образован из стекловолоконного материала. Стекловолокно является тканым и обеспечивает капиллярный эффект для транспортировки жидкости в направлении, параллельном поверхности сетчатого элемента в виде токоприемника. В частности, носитель для транспортировки жидкости выполнен с возможностью транспортировки жидкости в сторону от области, находящейся в контакте с каналом для подачи жидкости, к периферии носителя для транспортировки жидкости.The heating element 335 comprises a stainless steel mesh and is generally planar. The fluid carrier 336 is formed from a glass fiber material. The fiberglass is woven and provides a capillary effect to transport liquid in a direction parallel to the surface of the mesh element in the form of a current collector. In particular, the liquid transport carrier is configured to transport liquid away from the region in contact with the liquid supply channel to the periphery of the liquid transport carrier.

Капиллярный материал 339 в канале 338 для подачи жидкости ориентирован таким образом, чтобы передавать жидкость носителю 336 для транспортировки жидкости. В этом примере он является ортогональным поверхности сетчатого элемента в виде токоприемника. Капиллярный материал 339 может содержать тканый полипропилен или поли(этилентерефталат) (PET).The capillary material 339 in the fluid channel 338 is oriented to transfer fluid to the fluid carrier 336. In this example, it is orthogonal to the surface of the pantograph mesh element. The capillary material 339 may comprise woven polypropylene or poly(ethylene terephthalate) (PET).

При использовании, когда индукционная катушка 225 активируется в результате обнаруженной затяжки, осуществляемой пользователем, нагревательный элемент нагревается до температуры, достаточной для испарения жидкости, удерживаемой в носителе 3136 для транспортировки жидкости. Нагрев поддерживается с продолжительностью, достаточной для испарения по существу всей жидкости в носителе для транспортировки жидкости. Это может быть фиксированный период времени, например, две секунды. Затем ток через катушку останавливается, и нагревательный элемент охлаждается до следующей активации катушки. После испарения жидкости в носителе для транспортировки жидкости, больше жидкости протекает от капиллярного материала в канале для подачи жидкости в носитель для транспортировки жидкости. В то же время жидкость из отделения для хранения жидкости заменяет жидкость в канале для подачи жидкости. Таким образом, к нагревательному элементу, готовому к следующей затяжке, осуществляемой пользователем, доставляется другой подобный объем жидкости. Он обеспечивает постоянный объем аэрозоля. И изоляция нагревательного элемента от главной части отделения для хранения жидкости улучшает эффективность нагрева.In use, when the induction coil 225 is activated as a result of a detected puff by the user, the heating element is heated to a temperature sufficient to vaporize the liquid held in the liquid transport carrier 3136. Heating is maintained for a duration sufficient to vaporize substantially all of the liquid in the liquid transport carrier. This can be a fixed period of time, such as two seconds. The current through the coil then stops and the heating element cools down until the next activation of the coil. After the liquid in the liquid transport carrier evaporates, more liquid flows from the capillary material in the liquid supply passage into the liquid transport carrier. At the same time, the liquid from the liquid storage compartment replaces the liquid in the liquid supply passage. Thus another similar volume of fluid is delivered to the heating element, ready for the next puff by the user. It provides a constant volume of aerosol. And the isolation of the heating element from the main part of the liquid storage compartment improves the heating efficiency.

На фиг. 3b видно, что корпус 337 позволяет пару выходить как через нагревательный элемент 335, так и через заднюю поверхность носителя 336 для транспортировки жидкости. Проход пара изображен стрелками на фиг. 3a.In FIG. 3b, it can be seen that the housing 337 allows vapor to escape both through the heating element 335 and through the rear surface of the fluid carrier 336. The passage of steam is shown by arrows in Fig. 3a.

Основной поток воздуха, проходящий мимо испарителя, указан пунктирной стрелкой 340. Пар, выходящий через заднюю поверхность носителя 336 для транспортировки жидкости, может присоединять основной поток воздуха посредством прохождения через вырезы 342, образованные в корпусе 337 испарителя. На фиг. 3b представлен вид обратной поверхности носителя 336 для транспортировки жидкости, который изображает конструкцию корпуса. Задняя поверхность корпуса 337 удерживает носитель для транспортировки жидкости и нагревательный элемент 335 образован с центральной частью 343, которая соединяет канал 338 для подачи жидкости и периферийную раму 344, которая соединена с центральной частью с помощью множества ребер 345, или образует с ними единое целое. Между ребрами находятся пространства, через которые пар может выходить из носителя для транспортировки жидкости.The main airflow past the evaporator is indicated by dashed arrow 340. The vapor exiting through the back surface of the liquid carrier 336 can join the main airflow by passing through cutouts 342 formed in the evaporator housing 337. In FIG. 3b is a view of the back surface of the fluid carrier 336, which shows the structure of the housing. The rear surface of the housing 337 holds the liquid transport carrier, and the heating element 335 is formed with a central part 343 that connects the liquid supply passage 338 and a peripheral frame 344 that is connected to or integral with the central part by a plurality of ribs 345. Between the ribs are spaces through which vapor can escape from the carrier to transport the liquid.

В этом примере рама 344 имеет размер и форму, соответствующие полости в картридже, в котором она расположена. Это обеспечивает помещение потока воздуха через картридж в желаемый проход или желаемые проходы для потока воздуха. Таким образом, чтобы обеспечить выход пара в пространство 341 за задней поверхностью носителя 336 для транспортировки жидкости для присоединения основного потока 340 воздуха, прорези или вырезы 342 образованы через корпус испарителя. Альтернативно испаритель в сборе может быть выполнен меньшим, чем полость, в которой он помещен, таким образом, чтобы пар мог перемещаться по периферии корпуса 137 для присоединения основного потока воздуха.In this example, frame 344 is sized and shaped to match the cavity in the cartridge in which it is located. This ensures that the airflow through the cartridge is placed in the desired passage or passages for the airflow. Thus, in order to allow the vapor to escape into the space 341 behind the back surface of the carrier 336 for transporting liquid to attach the main air stream 340, slits or notches 342 are formed through the evaporator housing. Alternatively, the evaporator assembly can be made smaller than the cavity in which it is placed, so that steam can move around the periphery of the housing 137 to join the main air flow.

Компоновка, изображенная на фиг. 3a и 3b, имеет преимущество, состоящее в том, что пар, генерируемый в носителе для транспортировки жидкости, имеет множество путей выхода. Это снижает вероятность захвата пузырьков в носителе для транспортировки жидкости или миграции в канал для подачи жидкости и нарушения эффективной передачи жидкости на нагревательный элемент.The arrangement shown in Fig. 3a and 3b has the advantage that the vapor generated in the liquid transport carrier has a plurality of exit paths. This reduces the chances of bubbles being trapped in the fluid carrier or migrating into the fluid path and disrupting effective fluid transfer to the heating element.

Описанные до сих пор варианты осуществления содержали нагревательный элемент, который нагревается за счет индукционного нагрева. Однако вместо этого возможно использование резистивного нагревателя. На фиг. 4 представлено схематическое изображение системы, генерирующей аэрозоль, в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения. Система аналогична системе, показанной на фиг. 1, но использует резистивный нагрев, а не индукционный нагрев.The embodiments described so far have included a heating element that is heated by induction heating. However, a resistance heater may be used instead. In FIG. 4 is a schematic representation of an aerosol generating system according to a third embodiment of the invention. The system is similar to the system shown in Fig. 1, but uses resistive heating rather than induction heating.

Устройство содержит два основных компонента: картридж 400 и основную часть 500. Соединительный конец 415 картриджа 400 разъемно соединен с соответствующим соединительным концом 505 основной части 500. Основная часть содержит батарею 510, которая в данном примере представляет собой перезаряжаемую литий-ионную батарею, и схему 520 управления. The device comprises two main components: a cartridge 400 and a main body 500. The connecting end 415 of the cartridge 400 is releasably connected to the corresponding connecting end 505 of the main body 500. The main body contains a battery 510, which in this example is a rechargeable lithium ion battery, and a circuit 520 management.

Картридж 400 содержит корпус 405, содержащий узел 420 распыления и отделение 430 для хранения жидкости, образующее резервуар для подачи жидкости. В отделении для хранения жидкости удерживается жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Узел распыления соединен с узкой частью отделения для хранения жидкости. Узел распыления содержит нагревательный элемент 435 в виде проницаемой для текучей среды сетки на носителе 436 для транспортировки жидкости. Канал 438 для подачи жидкости проходит между узкой частью отделения для хранения жидкости и носителем 436 для транспортировки жидкости. Материал с высокой удерживающей способностью (HRM) или капиллярный материал 439 размещен внутри канала 438 для подачи жидкости. Жидкость из отделения для хранения жидкости втягивается в канал для подачи жидкости и оттуда распределяется по носителю для транспортировки жидкости. Это означает, что конкретный объем жидкости присутствует в носителе для транспортировки жидкости, смежно с нагревательным элементом, который может быть легко испарен нагревательным элементом.The cartridge 400 includes a housing 405 containing a spray assembly 420 and a liquid storage compartment 430 forming a liquid supply reservoir. The liquid storage compartment holds the liquid substrate forming an aerosol. The spray assembly is connected to the narrow part of the liquid storage compartment. The spray assembly includes a heating element 435 in the form of a fluid-permeable mesh on a carrier 436 for transporting fluid. The liquid supply passage 438 extends between the narrow portion of the liquid storage compartment and the liquid transport carrier 436. Material with high retention capacity (HRM) or capillary material 439 is placed inside the channel 438 for fluid supply. Liquid from the liquid storage compartment is drawn into the liquid supply passage and from there distributed over the liquid transport carrier. This means that a specific volume of liquid is present in the liquid transport carrier adjacent to the heating element, which can be easily vaporized by the heating element.

Проход 440, 445 для потока воздуха проходит через систему от впускного отверстия 450 для воздуха мимо нагревательного элемента 435 и от нагревательного элемента до отверстия 410 на мундштучном конце в корпусе 405.An air flow passage 440, 445 extends through the system from the air inlet 450 past the heating element 435 and from the heating element to the mouth end opening 410 in the body 405.

Как и в вышеописанном варианте осуществления, нагревательный элемент 435 содержит сетку из нержавеющей стали и является в целом планарным. Однако испаритель в сборе также содержит пару электрических контактных площадок 460, расположенных на противоположных сторонах нагревательного элемента. Контактные площадки образованы из электропроводного материала, такого как медь, и электрически соединены друг с другом через нагревательный элемент 435. As in the above embodiment, the heating element 435 comprises a stainless steel mesh and is generally planar. However, the evaporator assembly also includes a pair of electrical pads 460 located on opposite sides of the heating element. The pads are formed from an electrically conductive material such as copper and are electrically connected to each other via a heating element 435.

Контактные площадки 460 обращены к основной части, и с ними контактируют электрические контактные штырьки 560 на основной части. Электрические контактные штырьки подпружинены, чтобы обеспечить хороший контакт с контактными площадками 460, когда картридж соединен с основной частью. Электрические контактные штырьки 560 на основной части соединены со схемой 520 управления. Электропитание подается на нагревательный элемент от батареи 510 через электрические контактные площадки и электрические контактные штырьки.The pads 460 face the main body and are contacted by electrical contact pins 560 on the main body. The electrical contact pins are spring loaded to ensure good contact with the pads 460 when the cartridge is connected to the body. Electrical contact pins 560 on the main body are connected to the control circuit 520. Power is supplied to the heating element from battery 510 through electrical contact pads and electrical contact pins.

Носитель 436 для транспортировки жидкости образован из стекловолоконного материала. Стекловолокно является тканым и обеспечивает капиллярный эффект для транспортировки жидкости в направлении, параллельном поверхности сетчатого элемента в виде токоприемника. В частности, носитель для транспортировки жидкости выполнен с возможностью транспортировки жидкости в сторону от области, находящейся в контакте с каналом для подачи жидкости, к периферии носителя для транспортировки жидкости.The fluid carrier 436 is formed from a glass fiber material. The fiberglass is woven and provides a capillary effect to transport liquid in a direction parallel to the surface of the mesh element in the form of a current collector. In particular, the liquid transport carrier is configured to transport liquid away from the region in contact with the liquid supply channel to the periphery of the liquid transport carrier.

Капиллярный материал 439 в канале 438 для подачи жидкости ориентирован таким образом, чтобы передавать жидкость носителю 436 для транспортировки жидкости. В этом примере он является ортогональным поверхности нагревательного элемента. Капиллярный материал 439 может содержать тканый полипропилен или поли(этилентерефталат) (PET). The capillary material 439 in the fluid channel 438 is oriented to transfer fluid to the fluid carrier 436. In this example, it is orthogonal to the surface of the heating element. The capillary material 439 may comprise woven polypropylene or poly(ethylene terephthalate) (PET).

Система выполнена таким образом, что пользователь имеет возможность осуществления затяжки или всасывания через отверстие на мундштучном конце картриджа для втягивания аэрозоля в свой рот. При эксплуатации, когда пользователь осуществляет затяжку через отверстие на мундштучном конце, воздух втягивается через проход для потока воздуха из впускного отверстия для воздуха мимо нагревательного элемента к отверстию на мундштучном конце. Схема управления управляет подачей электропитания от батареи 410 на нагревательный элемент 435. Это, в свою очередь, регулирует температуру нагревательного элемента и, таким образом, количество и свойства пара, вырабатываемого узлом распыления. Схема управления может содержать датчик потока воздуха, и схема управления может подавать электропитание на катушку, когда с помощью датчика потока воздуха обнаруживаются затяжки, осуществляемые пользователем из картриджа. Данный тип управляющей компоновки является традиционным в системах, генерирующих аэрозоль, таких как ингаляторы и электронные сигареты. Таким образом, при осуществлении пользователем всасывания через отверстие на мундштучном конце картриджа, происходит активация узла распыления, и он генерирует пар, захватываемый потоком воздуха, проходящим через проход 440 для потока воздуха. Пар охлаждается потоком воздуха в проходе 445 с образованием аэрозоля, который затем втягивается в рот пользователя через отверстие 410 на мундштучном конце.The system is designed such that the user is able to puff or suck through the opening at the mouth end of the cartridge to draw the aerosol into their mouth. In operation, when the user puffs through the opening at the mouth end, air is drawn through the airflow passage from the air inlet past the heating element to the opening at the mouth end. The control circuit controls the supply of power from the battery 410 to the heating element 435. This in turn controls the temperature of the heating element and thus the amount and properties of the steam generated by the spray assembly. The control circuit may include an air flow sensor, and the control circuit may energize the coil when the air flow sensor detects user puffs from the cartridge. This type of control arrangement is traditional in aerosol generating systems such as inhalers and electronic cigarettes. Thus, when the user draws through the opening at the mouth end of the cartridge, the nebulization assembly is activated and generates vapor entrained in the airflow passing through the airflow passage 440. The vapor is cooled by the air flow in the passage 445 to form an aerosol which is then drawn into the user's mouth through the opening 410 at the mouth end.

Описанные варианты осуществления обладают преимуществом, заключающимся в изолировании только того объема жидкости, который желают нагреть в каждой затяжке, осуществляемой пользователем, из оставшейся жидкости в отделении для хранения жидкости, так что объем жидкости может быть быстро и эффективно испарен с относительно небольшой передачей тепла на оставшуюся жидкость.The described embodiments have the advantage of isolating only the volume of liquid that is desired to be heated in each puff taken by the user from the remaining liquid in the liquid storage compartment, so that the volume of liquid can be rapidly and efficiently vaporized with relatively little heat transfer to the remaining liquid.

Claims

1. Vaporizer assembly for an electrical device that generates an aerosol, containing:

a generally planar, fluid-permeable heating element having a first side and a second side opposite the first side;

a liquid transport carrier, wherein the liquid transport carrier has a first side in contact with the second side of the heating element and a second side opposite the first side, the liquid transport carrier having a capillary structure configured to transport liquid parallel to the second side of the heating element and wherein the thickness of the fluid carrier between the first and second sides of the fluid carrier is 1 mm to 5 mm, wherein the heating element extends over the first region of the first side of the fluid carrier; and

a fluid supply passage having a first end in contact with a second side of the fluid carrier and extending over only a second region of the second side of the fluid carrier, the second region being smaller than the first region; and

a liquid retaining material or capillary material in the liquid supply channel, wherein the liquid retaining material or capillary material is different from the fluid transport carrier,

wherein the liquid transport carrier is configured to transport liquid from the liquid supply passage to the first region of the second side of the heating element.

2. Evaporator assembly according to claim 1, characterized in that the second region is less than 50% of the first region and preferably less than 30% of the first region.

3. An evaporator assembly according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a housing, wherein the heating element and the liquid transport carrier are held in the housing, the housing being connected or integral with the liquid supply passage.

4. An evaporator assembly according to claim 3, characterized in that the housing is perforated or vapor-permeable adjacent to the second side of the liquid transport carrier.

5. An evaporator assembly according to any one of the preceding claims, characterized in that the liquid supply passage extends generally orthogonally to the first side of the heating element.

6. An evaporator assembly according to any of the preceding claims, characterized in that the heating element comprises a grid or web of electrically resistive filaments.

7. An evaporator assembly according to any one of the preceding claims, characterized in that the first region does not completely cover the second region when viewed in a direction orthogonal to the first side of the heating element.

8. Evaporator assembly according to claim. 7, characterized in that the heating element does not overlap the second area, when viewed in a direction orthogonal to the first side of the heating element.

9. A cartridge for an aerosol generating system, the cartridge comprising an evaporator assembly according to any one of the preceding claims and a liquid reservoir, a fluid supply passage having a second end opposite the first end in communication with the liquid supply reservoir.

10. Cartridge according to claim. 9, characterized in that the heating element and the medium for transporting the liquid are made with the possibility of separation from the reservoir for the liquid.

11. An aerosol generating system comprising an evaporator assembly according to any one of paragraphs. 1-8 , a liquid reservoir, a liquid supply passage having a second end opposite the first end in communication with the liquid supply reservoir, a power source, and a control circuit configured to control the power supply from the power source to the evaporator assembly.

12. An aerosol generating system according to claim 11, wherein the aerosol generating system is a hand held system comprising a mouthpiece through which the user can inhale the aerosol generated by the aerosol generating system.